Шпалы и брусья

1.

УСТРОЙСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ
Преподаватель УЦПК-4
Копотилов Станислав Геннадьевич
1

2.

1.10 Шпалы и брусья
2

3.

ШПАЛЫ ЯВЛЯЮТСЯ ОСНОВНЫМ ТИПОМ
ПРОМЕЖУТОЧНОГО ПОДРЕЛЬСОВОГО
ОСНОВАНИЯ
3

4.

Подрельсовое основание.
Подрельсовые основания – опоры для рельсов железнодорожного
пути, предназначенные для восприятия нагрузок от рельсов и передачи
их на балластный слой или земляное полотно.
Подрельсовыми
основаниями являются
шпалы,
мостовые
и
переводные брусья, отдельные опоры, а также сплошные опоры в виде
продольных лежней, плит и рам. Они служат для восприятия давления
от рельсов и передачи его на балластный слой. Кроме того
подрельсовые
основания
прочно
соединяют
рельсовые
нити,
обеспечивая постоянство ширины колеи и устойчивость пути.
4

5.

Подрельсовое основание.
5

6.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПОДРЕЛЬСОВЫХ ОПОР
6

7.

ВИДЫ ШПАЛ
7

8.

Подрельсовое основание.
К подрельсовому основанию относятся – шпалы
шпалы должны быть
прочными,
упругими и дешевыми,
обладали достаточно высоким электрическим сопротивлением.
Материалом для шпал служат дерево, железобетон и металл.
8

9.

Подрельсовое основание.
Также к подрельсовым основаниям относятся
переводные брусья,
9

10.

Подрельсовое основание.
Также к подрельсовым основаниям относятся
мостовые брусья,
10

11.

Подрельсовое основание.
Также к подрельсовым основаниям относятся
отдельные опоры в виде полушпал,
11

12.

Подрельсовое основание.
Также к подрельсовым основаниям относятся
сплошные опоры в виде плит и рам.
12

13.

Подрельсовое основание.
Материалом для шпал служат дерево, железобетон и металл.
13

14.

Деревянные шпалы
Достоинствами деревянных шпал являются легкость, упругость, простота
изготовления, удобство крепления рельсов, высокое сопротивление
протеканию тока в рельсовых цепях. К недостаткам таких шпал
относятся сравнительно небольшой срок службы (15... 18 лет) и
значительный расход деловой древесины. Для увеличения срока службы
деревянные шпалы пропитывают масляными антисептиками. Для
изготовления шпал обычно используются сосна, ель, пихта и
лиственница, реже — кедр и береза.
14

15.

ДЕРЕВЯННЫЕ ШПАЛЫ
Достоинства
малая чувствительность к температурным перепадам
упругость
высокие диэлектрические свойства
возможность использования для рельсов разных типов рельсов, так
же в кривых
15

16.

Деревянные шпалы
По форме поперечного сечения деревянные шпалы подразделяют на
обрезные, опиленные с четырех сторон, полуобрезные, у которых
опилены три стороны, и необрезные, имеющие опиленные поверхности
только сверху и снизу.
16

17.

Деревянные шпалы
В зависимости от назначения деревянные шпалы изготавливают трех
типов
I типа предназначены для главных путей магистральных железных
дорог 1 И 2 классов, так же 3 класса при грузонапряженности более 50
млн.т.км.брутто в год или скорости движения более 100 км/ч;
II типа — для станционных и подъездных путей 3 и 4 классов с
интенсивной работой приемоотправочных путей на станция;
III типа — для путей 5
малодеятельных
подъездных
предприятий.
17
класса в том числе станционных
и
прочих
путей
промышленных

18.

Деревянные шпалы
Стандартная длина деревянных шпал 2750 мм.
Для особо грузонапряженных участков изготавливают шпалы длиной
2800 мм.
Размеры поперечного сечения шпал в зависимости от их типа приведены
в таблице.
18

19.

ДЕРЕВЯННЫЕ ШПАЛЫ
19

20.

Деревянные шпалы
20

21.

Деревянные шпалы
21

22.

ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ШПАЛЫ
Достоинства
экологичность
большая устойчивость от перемещений
большой срок службы (40-60 лет)
22

23.

Железобетонные шпалы
Достоинствами железобетонных шпал являются
долговечность (40-50 лет),
высокая устойчивость пути и плавность хода поездов,
Кроме того, применение железобетонных
древесину для других нужд.
23
шпал
позволяет
сберечь

24.

Железобетонные шпалы
К недостаткам относятся
большая масса,
наличие электропроводности,
высокая жесткость и
сложность крепления рельсов к ним.
24

25.

Железобетонные шпалы
Изготовление железобетонных шпал
25

26.

Железобетонные шпалы
Железобетонные шпалы изготавливают из тяжелого бетона с арматурой из
стальной углеродистой холоднотянутой проволоки периодического профиля
диаметром 3 мм в количестве 24 штук или прута диаметром 10 мм в
количестве 4 штук.
26

27.

Железобетонные шпалы
В зависимости oт вида рельсового скрепления железобетонные шпалы
подразделяют на 3 основных типа:
I — для раздельного клеммно-болтового скрепления типа КБ с болтовым
соединением подкладки со шпалой;
II — для нераздельного анкерного скрепления АРС;
III – для нераздельного скрепления типа ЖБР, ЖБР-Ш.
Металлические шпалы не получили распространения в нашей стране из-за
значительного расхода металла, высокой электропроводности, большой
жесткости, подверженности коррозии и неприятного шума при движении
поездов.
27

28.

Железобетонные шпалы
В зависимости oт вида рельсового скрепления железобетонные шпалы
подразделяют на 3 основных типа:
I — для раздельного клеммно-болтового скрепления типа КБ (клемно
болтовое) с болтовым соединением подкладки со шпалой;
28

29.

ШПАЛА I ТИПА– ДЛЯ СКРЕПЛЕНИЯ ТИПА
КБ-65
29

30.

Железобетонные шпалы
В зависимости oт вида рельсового скрепления железобетонные шпалы
подразделяют на 3 основных типа:
II — для нераздельного анкерного скрепления АРС;
30

31.

ШПАЛА II ТИПА– ДЛЯ СКРЕПЛЕНИЯ ТИПА АРС-4
31

32.

Железобетонные шпалы
В зависимости oт вида рельсового скрепления железобетонные шпалы
подразделяют на 3 основных типа:
III – для нераздельного скрепления типа ЖБР, ЖБР-Ш.
32

33.

ШПАЛА III ТИПА – ДЛЯ СКРЕПЛЕНИЯ ТИПА
ЖБР-65
33

34.

ШПАЛА III ТИПА С ДЮБЕЛЕМ – ДЛЯ СКРЕПЛЕНИЯ
ЖБР65-Ш
34

35.

Металлические шпалы
Металлические шпалы не получили распространения в нашей стране из-за
значительного расхода металла, высокой электропроводности, большой
жесткости, подверженности коррозии и неприятного шума при движении
поездов.
35

36.

Эпюра шпал
Шпалы укладывают под рельсы на определенном расстоянии
одна от другой. Количество шпал укладываемых на 1 км
железнодорожного пути называют эпюрой шпал.
В зависимости от типа верхнего строения пути, прямолинейности
пути и радиусов кривых на магистральных железных дорогах
применяют эпюры, соответствующие укладке 1840 и 2000 шпал
на 1 км пути.
На промышленных путях также используются эпюры 1440 и 1600
шпал/км.
36

37.

Эпюра шпал
НАЗНАЧЕНИЕ:
Равномерное распределение нагрузки от подвижного состава
Для обеспечения
путевых машин
37
технологии
при
работе
железнодорожных

38.

Эпюра шпал
Различают
1 - стыковые шпалы
2 - предстыковые шпалы
3 - промежуточные
Эпюра шпал составляет для рельс
Р65, Р75
- 420 мм
Р50
- 440 мм
38

39.

Эпюра шпал
Основные эпюры шпал
1600 шп/км (40 шп/звено) – на станциях и прочих
путях
1840 шп/км (46 шп/звено) – на прямых участках
пути, в кривых радиусом 1200 м и более
2000шп/км (50 шт/звено) – на кривых участках
пути
радиусом менее 1200 м и на затяжных
спусках уклоном более 0,012
39

40.

Эпюра шпал
Схему расположения шпал по длине рельсового звена называют
эпюрой шпал
40

41.

Эпюра шпал
Расстояния между осями шпал зависят от количества шпал на
звене и типа рельса
с
остальные шпалы (а)
стыковые
Тип рельса
эпюра
эпюра
шпалы (с)
1840
2000
Р-65, Р-75
42 см
54,6 см
50,2 см
Р-50
44 см
дерев. - +- 8 см
отклонения
ж/б - +4 см
41

42.

Эпюра шпал
На прямых участках пути шпалы должны быть расположены
перпендикулярно оси пути, а в кривых — по направлению радиуса
42

43.

Дефекты шпал
43

44.

Дефекты деревянных шпал
44

45.

Дефекты деревянных шпал
Продольные трещины с обнаженной непропитанной древесиной,
расколы на торцах
Ремонту подлежат
Трещины длиной (ℓ) по верхней
пласти до 0,5 м раскрытием (m) до 5
мм и сквозные расколы на торцах по
всей толщине длиной на пластях до
0,3 м
45
Замена в плановом порядке
Трещины длиной более 0,5 м
раскрытием более 5 мм, кроме
сквозного раскола. Расколы по всей
толщине длиной по верхней пласти
от 0,3 м до 2/3 длины шпалы или 1/2
длины бруса не заходящие под
подкладки
Первоочередная замена
Сквозные расколы по всей длине
шпалы и более 1/2 длины бруса
Сквозные расколы заходящие под
подкладку

46.

Дефекты деревянных шпал
Износ древесины под подкладками (в том числе в сочетании с гнилью)
Ремонту подлежат
На глубину (h) до 20 мм для I типа и
до 10 мм для II и III типа
46
Замена в плановом порядке
На глубину (h) для шпал: I типа - от
20 до 40 мм; II и III типа - от 10 до
30 мм. Для брусьев: I типа - от 20 до
З0 мм; 11 и III типа -от 10 до 30 мм
Первоочередная замена
На глубину (h) для I типа - более 40
мм, II и III типа - более 30 мм Для
брусьев всех типов более 30 мм

47.

Дефекты деревянных шпал
Разработанные отверстия для прикрепителей в сочетании с гнилью
Ремонту подлежат
До 20 мм костыльные; до 25 мм
шурупные Следы смещения
подкладок отсутствуют
47
Замена в плановом порядке
От 20 до 30 мм костыльные; от 25 до
40 мм шурупные Наблюдается
смещение подкладок до 5 мм
Первоочередная замена
Более 30 мм костыльные; более 40
мм шурупные Наблюдается смещение
подкладок на 5 мм и более

48.

Дефекты деревянных шпал
Гниль древесины на верхней пласти и в зоне подкладок
Замена в плановом порядке
Глубиной для шпал: I типа -от 20 до
Ремонту подлежат
40 мм II типа -от 10 до 30 мм III типа
Глубиной (h) до 20 мм для Iтипа и до
-от 10 до 20мм. Для брусьев: I типа 10 мм для II и III типа длиной (ℓ) до
от 20 до 30 мм II и III типа - от 10 до
0,3 м
30 мм. Длиной для шпал и брусьев от
0,3 до 1,0 м
48
Первоочередная замена
Глубиной под подкладками для шпал:
I типа - более 40 мм II типа - более
30 мм III типа на станционных путях
- более 30 мм; для брусьев: всех
типов 30 мм. Глубиной вне подкладок
- на 50 мм и более для всех типов
шпал и брусьев. Длиной более 1,0 м

49.

Дефекты деревянных шпал
Выколы кусков древесины между трещинами
Замена в плановом порядке
Ремонту подлежат
Длиной (ℓ) до 2/3 длины шпалы и 1/2
Длиной (ℓ) до 0,3 м, глубиной 20 мм,
длины бруса, не нарушающие работу
не нарушающие работу скреплений
скреплений
49
Первоочередная замена
Выколы, заходящие под подкладку и
нарушающие работу скреплений

50.

Дефекты деревянных шпал
Поперечные изломы
Первоочередная замена
Замена в плановом порядке
В зоне подкладок и между ними. В
В зоне между торцом шпалы (бруса) и
зоне между торцом и подкладкой при
подкладки на одиночной шпале
двух и более подряд шпалах
(брусе)
(брусьях)
50

51.

Дефекты деревянных шпал
Загнивание торцов
Замена в плановом порядке
Суммарной длиной (ℓ1 + ℓ2) 0,25 м и
более
51
Первоочередная замена
Заходящее в зоне подкладок

52.

Дефекты железобетонных шпал
52

53.

Дефекты железобетонных шпал
Номер
дефекта
11.1
11.2
53
Степень
развития
Первая
Вторая
Краткое
описание
дефекта
Поперечные
трещины с
раскрытием до
1 мм в
подрельсовой
части шпалы
Излом шпалы
в
подрельсовой
части с
разрушением
бетона,
раскрытием
поперечной
трещины или
разрывом
арматуры
Схематическое изображение
дефекта
Основные причины появления
и развития дефекта
Плохое содержание рельсовых
стыков: просадки,
увеличенные зазоры, сбитые
концы или разная высота
рельсов. Местные неровности
на поверхности головки
рельсов и колес но кругу
катания. Волнообразный износ
рельсов. Недонапряжение или
смещение арматуры при
производстве шпал
Указания по дальнейшей
эксплуатации пути со шпалами,
имеющими данный дефект.
Ремонтопригодность шпал
Выправить путь в стыках и подбить
шпалы. Заменить негодные
уравнительные рельсы или рельсы
звеньевого пути. Провести
шлифовку головки рельсов
шлифовальным поездом

54.

Дефекты железобетонных шпал
Поперечные
трещины с
раскрытием до
1 мм в средней
части шпалы
12.1
12.2
54
Первая
Вторая
Излом шпалы
в средней
части с
разрушением
бетона,
раскрытием
поперечной
трещина или
разрывом
арматуры
Неправильное опирание шпал
на балласт после укладки
звеньев, очистки щебеночной
призмы или в результате
длительного отсутствия
выправки пути в
эксплуатации: опирание
шпал серединой при
отрясенных концах (трещины
сверху) или, наоборот,
только концами при
провисшей вниз на большой
длине середине шпалы
(трещины снизу)
Провести сплошную выправку и
подъемку пути с подбивкой шпал по
всей длине подрельсовых частей.
Устранить провисание середины
шпал. Засыпать шпальные ящики
балластом. Проверить планирующие
устройства у путевых машин для
исключения подпора шпал в
середине

55.

Дефекты железобетонных шпал
22.1
22.2
55
Первая
Вторая
Продольная
трещина с
раскрытием до
3 мм,
проходящая
через
арматурные
проволоки на
торцах или в
средине
шпалы
Раскол шпалы
по сквозной
продольной
трещине,
проходящей
через
арматурные
проволоки
Развитие микротрещин в
бетоне, возникших из-за
недостаточной передаточной
прочности бетона,
применения исходных
материалов, непригодных для
шпального бетона,
неправильного режима
термообработки бетона.
Коррозии арматуры из-за
недостаточной толщины и
плотности защитного слоя
бетона
При обнаружении дефекта в период
действия гарантийногосрока на
шпалы - предъявить претензию
изготовителю. При осмотрах пути
установить особое наблюдение за
такими шпалами

56.

Дефекты железобетонных шпал
31.1
31.2
56
Первая
Вторая
Окол бетона на
упорной
кромке
углубления в
подрельсовой
площадке
длиной (/) от
40 до 100 мм и
глубиной (h) от
10 до 20 мм
Окол бетона по
всей длине (/)
и
высоте (h) упо
рной кромки
углубления в
подрельсовой
площадке
Отсутствие, недостаточная
толщина или неправильное
расположение деревянных
прокладок между рядами шпал
при их складировании или
транспортировании. Удары по
шпалам. Плохая рихтовка пути.
Ослабление затяжки закладных
болтов. Износ буртиков
нашпальных прокладок
Соблюдать правила складирования
и транспортирования новых и
старогодных шпал. Отрихтовать
путь и выправить кривые по
стрелам. Провести сплошное
подтягивание гаек закладных
болтов. Заменить изношенные
нашпальные прокладки

57.

Дефекты железобетонных шпал
31.1
31.2
57
Первая
Вторая
Окол бетона на
упорной
кромке
углубления в
подрельсовой
площадке
длиной (/) от
40 до 100 мм и
глубиной (h) от
10 до 20 мм
Окол бетона по
всей длине (/)
и
высоте (h) упо
рной кромки
углубления в
подрельсовой
площадке
Отсутствие, недостаточная
толщина или неправильное
расположение деревянных
прокладок между рядами шпал
при их складировании или
транспортировании. Удары по
шпалам. Плохая рихтовка пути.
Ослабление затяжки закладных
болтов. Износ буртиков
нашпальных прокладок
Соблюдать правила складирования
и транспортирования новых и
старогодных шпал. Отрихтовать
путь и выправить кривые по
стрелам. Провести сплошное
подтягивание гаек закладных
болтов. Заменить изношенные
нашпальные прокладки

58.

Дефекты железобетонных шпал
41.1
41.2
58
Первая
Вторая
Множество
раковин на
поверхности
бетона. Начальное
разрушение
бетона
(шелушение) в
пределах толщины
защитного слоя
бетона над
арматурой
Полное
разрушение
структуры бетона
на отдельные
составляющие
(щебень, раствор)
с обнажением
арматуры
Недостаточные морозостойкость и
долговечность бетонавследствие
использования непригодных для
шпального бетона исходных
материалов, неправильного подбора
состава бетонной смеси и плохого
уплотнения ее при изготовлении
шпал
При
обнаружении
дефекта в
период
действия
гарантийного
срока
предъявить
претензию
изготовителю
шпал.
Установить
особое
наблюдение, за
дефектными
шпалами при
осмотрах пути

59.

Дефекты железобетонных шпал
51.1
51.2
59
Первая
Смятие
материала
(древесины)
дюбеля с
образованием
вокруг
шурупного
отверстия
зазора более 5
мм
Вторая
Разрушение
материала
дюбеля, при
котором шуруп
при
завинчивании
его в дюбель
провертываетс
я. Излом
шурупа в
дюбелей
Смятие материала
дюбеля при действии
на шуруп
горизонтальных
поперечных и
продольных сил.
Износ нарезки в
дюбеле при частых
перешивках колеи.
Старение материала
дюбеля.
Растрескивание и
загнивание
древесины дюбеля
при плохой пропитке.
Усталость шурупа при
передаче на него
продольных и
боковых сил
Усиленный контроль за
шириной рельсовой колеи.
Замена изношенных и
изогнутых шурупов. При
наличии шпалоремонтных
мастерских - ремонт
деревянных дюбелей с
извлечением сломанных
шурупов и заливкой
шурупных отверстий
полимерным составом для
использования
отремонтированных шпал в
малодеятельных и
станционных путях

60.

Дефекты железобетонных шпал
52.1
52.2
60
Первая
Вторая
Провертывание
закладного
болта при
завинчивании
гайки
(завинчивание
выполнимо при
подтягивании
болта вверх)
Невозможностьз
авинчивания
гайки
закладного
болта из-за
провертывания
этого болта в
отверстии
шпалы даже при
подтягивании
болта вверх
Окол бетонных выступов
ниже закладной шайбы,
удерживающих болт от
провертывания в начале
завинчивания гайки
Приподнять закладной
болт вверх, чтобы его
квадратный подголовок
вошел в отверстие в
закладной шайбе, и
удерживая его
специальной вилкой, в
этом положении
завинтить гайку
Износ продольных кромок
отверстия в закладной
шайбе до размера,
превышающего диагональ
подголовка закладного
болта (30 мм)
При наличии
шпалоремонтных
мастерских - заливка
болтов в отверстиях
полимерным составом для
использования таких
шпал в малодеятельных
станционных путях

61.

Дефекты железобетонных шпал
53.1
53.2
61
Первая
Загрязнение
каналов в шпалах
засорителями,
затрудняющими
извлечение и
установку
закладных болтов
Вторая
Невозможность
извлечения из
шпалы
поврежденных
закладных болтов
вследствие
затвердения
засорителей в
каналах шпалы
Заполнение каналов для
закладных болтов
засорителями, особенно
в местах выплесков при
очень загрязненном
балласте, а также
сыпучими грузами
Устранить выплески.
Провести чистку
щебеночной
балластной призмы.
Применять
изолирующие втулки
скреплений, плотно
закрывающие
отверстия в
подкладках сверху.
При наличии
шпалоремонтных
мастерстких возможна
прочистка каналов в
шпалах

62.

Дефекты железобетонных шпал
62